專利名稱：實現硅鍺異質結晶體管基區窗口的方法
技術領域：
本發明涉及半導體集成電路 領域，特別是涉及一種實現硅鍺異質結晶體管基區窗 口的方法。
背景技術：
在SiGe (硅鍺)異質結晶體管(SiGe HBT)的制備工藝中，SiGe基區的形成是通 過外延的方式實現的，包括選擇性外延，非選擇性外延和復合外延。目前常規的非選擇性外延基區形成的方法是(結合圖1所示)1.介質膜105淀 積。該介質膜105為氧化膜，或者氧化膜與其它膜質的組合。2.SiGe基區窗口打開。3. SiGe 外延生長，形成SiGe基極單晶硅層110和SiGe外基區106，在單晶硅區生長單晶硅，其它區 域生長多晶硅。介質膜105的作用為(1)抬高SiGe外基區106，以拉開SiGe外基區106 與集電極區104高濃度摻雜距離，降低BC結的寄生電容。(2)用濕法刻蝕在介質膜105中 最終打開SiGe基區窗口，為SiGe外延生長提供一個超潔凈的單晶表面，提高SiGe外延生 長質量。目前被廣泛使用的介質膜為氧化膜和多晶硅膜的組合，干法刻蝕多晶膜停在氧化 膜，用濕法去除留下的氧化膜以打開基區窗口，并在短時間內外延SiGe以保證SiGe質量。 但是，基區窗口打開會在基區窗口界面處形成臺階(參見圖1)，SiGe外延后此處的臺階會 被繼續保留下來；如果基區窗口打開在有源區上，該臺階便作為SiGe單晶與多晶的交界 面；SiGe多晶生長速度通常大于等于單晶生長速度，所述交界面處臺階高度會被進一步放 大。在后續的器件形成工藝中，實施金屬硅化物工藝之前，在多晶硅發射極兩側形成側墻 109以防止基區與發射極之間短接。實施該側墻109工藝步驟時會在基區窗口界面處的臺 階上也形成絕緣側墻111，從而使金屬硅化物形成在此處不連續，導致外基區電阻升高，影 響器件性能。利用過刻蝕的方式清除臺階處的絕緣側墻111是有潛在風險的，由于在SiGe 形成后要避免熱預算對器件性能的影響，絕緣側墻111所用膜質通常為等離子體形成的氧 化膜，過度刻蝕會導致發射極與基極之間側墻厚度不夠，不足以實現絕緣。圖1中的101為硅襯底，102為埋層，103為襯底隔離區，107為發射極-基極隔離 區，108為多晶硅發射極區。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種實現硅鍺異質結晶體管基區窗口的方法，能 在實施發射極多晶硅側墻工藝步驟時清除基區窗口臺階處非必要的絕緣物，從而形成連續 的金屬硅化物，降低基區電阻，提高器件性能。為解決上述技術問題，本發明的實現硅鍺異質結晶體管基區窗口的方法是步驟一，在硅襯底上形成有埋層、集電區、襯底隔離區的硅片上淀積復合介質膜；步驟二，采用干法刻蝕所述復合介質膜，定義基區窗口，刻蝕停止在所述復合介質 膜的氧化膜上；
步驟三，在基區窗口界面臺階處淀積側墻用介質膜層，采用干法刻蝕側墻用介質 膜層形成D形側墻，刻蝕停止在復合介質膜剩余的氧化膜上； 步驟四，利用所述復合介質膜和D形側墻做阻擋層，濕法去除基區窗口內剩余氧 化膜，露出SiGe外延用基區；步驟五，在所述基區窗口內進行SiGe外延生長，形成SiGe基極單晶硅層和SiGe 外基區；并且由D形側墻形成從單晶到多晶區緩變的粗糙度分布；步驟六，在所述SiGe基極單晶硅層上形成發射極_基極隔離區，SiGeNPN器件多 晶硅發射極區，發射極區多晶硅側墻；由D形側墻形成的基區窗口界面緩變臺階處無絕緣 物殘留；步驟七，SiGe NPN器件金屬硅化物形成，由D形側墻形成的基區窗口界面緩變臺 階處金屬硅化物形成連續。本發明所述的基區窗口實現方法，通過使窗口界面處臺階緩變化，從而消除后續 工藝在此處的側墻殘留，形成連續金屬硅化物，有利于降低基區電阻，提高器件性能。另外 用氮化硅作側墻，還有效利用了 SiGe在氮化硅上生長的多晶膜粗糙度低于在多晶硅上和 氧化物上的粗超度，使此處單晶與多晶界面處的粗糙度變化連續，降低單晶和多晶SiGe界 面處缺陷，從而減少缺陷，降低復合電流，提高器件性能。
下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明圖1是采用常規基區窗口形成工藝方法制成的器件結構示意圖；圖2-8是本發明的方法一實施例工藝流程示意圖；圖9是本發明的方法控制流程圖。
具體實施例方式本發明所述的實現硅鍺異質結晶體管基區窗口的方法是在介質膜部分打開后，氧 化膜去除之前，再淀積一層介質膜層，利用該介質膜層在基區窗口界面臺階處形成D形側 墻；同時，利用所述D形側墻的保護，濕法去除基區窗口內剩余氧化膜，并在短時間內外延 生長SiGe基區。D形側墻的形成使得基區窗口界面臺階處被緩變化，SiGe外延后繼續保留 由D形側墻形成的緩變臺階，使其在后續的發射極多晶硅側墻工藝中無絕緣物殘留，從而 形成連續的金屬硅化物，降低外基區電阻。結合圖9所示，本發明的實現硅鍺異質結晶體管基區窗口的方法在一具體實施例 中工藝流程如下第一步，如圖2所示，在硅襯底201上形成N+埋層202，采用常規的NPN器件工藝 方法在所述N+埋層202上形成集電區(包括低阻集電區和本征集電區)204，在所述集電區 204和N+埋層202的兩側端制備襯底隔離區203。第二步，參見圖3所示，復合介質膜205淀積，厚度為100 A "1000 A。該復合介質膜 205為一層氧化膜和一層多晶硅膜組成的復合介質膜，當然還可以采用其它復合介質膜； 所述復合介質膜205可以采用PVD (物理氣相淀積)或CVD (化學氣相淀積)工藝方法制備。第三步，參見圖4所示，基區窗口多晶硅膜刻蝕。采用干法刻蝕所述復合介質膜205定義基區窗口，刻蝕停止在復合介質膜205的氧化膜上。 第四步，參見圖5所示，側墻用介質膜層淀積和刻蝕。首先在基區窗口界面臺階處 淀積氮化硅，再采用干法刻蝕形成D形側墻211，刻蝕停止在復合介質膜205剩余的氧化膜 上。所述D形側墻211還可以是氧化膜，氮氧化膜，或者由一層氮化膜和一層氧化膜組成的 復合介質膜。第五步，參見圖6所示，基區窗口剩余氧化膜去除。利用多晶硅膜和氮化硅做阻擋 層，濕法去除基區窗口內剩余氧化膜，露出SiGe外延用基區。第六步，參見圖7所示，在所述基區窗口內進行SiGe外延生長，形成SiGe基極單 晶硅層210和SiGe外基區206 ；在單晶硅區生長單晶硅，其它區域生長多晶硅，并且由D形 側墻211形成從單晶到多晶區緩變的粗糙度分布。第七步，參見圖8所示，采用常規的工藝方法，在所述SiGe基極單晶硅層210上形 成發射極-基極隔離區207，SiGe NPN器件多晶硅發射極區208，發射極區多晶硅側墻209。 由D形側墻211形成的基區窗口界面緩變臺階處無絕緣物殘留。第八步，采用常規的金屬硅化物工藝方法和連線工藝方法，完成后續的SiGe NPN 器件金屬硅化物層和連線。由D形側墻211形成的基區窗口界面緩變臺階處金屬硅化物形 成連續。根據以上步驟最終形成的硅鍺異質結晶體管的器件結構如圖8所示。以上通過具體實施例對本發明進行了詳細的說明，但這些并非構成對本發明的限 制。在不脫離本發明原理的情況下，本領域的技術人員還可做出許多變形和改進，這些也應 視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種實現硅鍺異質結晶體管基區窗口的方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟一，在硅襯底上形成有埋層、集電區、襯底隔離區的硅片上淀積復合介質膜； 步驟二，采用干法刻蝕所述復合介質膜，定義基區窗口，刻蝕停止在所述復合介質膜的氧化膜上；步驟三，在基區窗口界面臺階處淀積側墻用介質膜層，再采用干法刻蝕側墻用介質膜 層形成D形側墻，刻蝕停止在復合介質膜剩余的氧化膜上；步驟四，利用所述復合介質膜和D形側墻做阻擋層，濕法去除基區窗口內剩余氧化膜， 露出SiGe外延用基區；步驟五，在所述基區窗口內進行SiGe外延生長，形成SiGe基極單晶硅層和SiGe外基 區，并且由D形側墻形成從單晶到多晶區緩變的粗糙度分布；步驟六，在所述SiGe基極單晶硅層上形成發射極-基極隔離區，SiGeNPN器件多晶硅發 射極區，發射極區多晶硅側墻；由D形側墻形成的基區窗口界面緩變臺階處無絕緣物殘留； 步驟七，SiGe NPN器件金屬硅化物形成，由D形側墻形成的基區窗口界面緩變臺階處 金屬硅化物形成連續。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述復合介質膜為一層氧化膜和一層多晶 硅膜組成的復合介質膜，厚度為ιοοΑ-ιοοοΑ。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于所述D形側墻是氧化膜，氮化膜，氮氧化膜， 或者由一層氮化膜和一層氧化膜組成的復合介質膜。
全文摘要
本發明公開了一種實現硅鍺異質結晶體管基區窗口的方法，在硅襯底上形成有埋層、集電區、襯底隔離區的硅片上淀積復合介質膜；采用干法刻蝕所述復合介質膜，定義基區窗口，刻蝕停止在所述復合介質膜的氧化膜上；在基區窗口打開后，復合介質膜的氧化膜去除之前，再淀積一層介質膜層，利用介質膜層在基區窗口界面臺階處形成D形側墻；同時，利用D形側墻的保護，濕法去除基區窗口內剩余氧化膜，并外延生長SiGe基區。采用本發明由于D形側墻的形成使得基區窗口界面臺階處被緩變化，SiGe外延后繼續保留由D形側墻形成的緩變臺階，使其在后續的發射極多晶硅側墻工藝中無絕緣物殘留，從而形成連續的金屬硅化物，降低外基區電阻，提高器件性能。
文檔編號H01L21/28GK102097315SQ20091020193
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月15日 優先權日2009年12月15日
發明者張海芳, 徐炯 , 陳帆 申請人:上海華虹Nec電子有限公司